Università degli Studi di Perugia

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Insegnamento: Sistemi di trasmissione digitale

Corso di laureaCorso di laurea in Ingegneria elettronica per l'internet-of-things [LM-29] D. M. 270/2004
SedePerugia
CurriculumInternet of Things - Regolamento 2016
Prerequisiti

Si presuppone la conoscenza dei concetti di base della teoria dei segnali, dei sistemi, e della probabilità. In particolare, nel corso di Sistemi di trasmissione digitale, si farà uso di:


- segnali (tempo-continui, tempo-discreti, determinati, aleatori, di energia, di potenza, in banda base, in banda traslata) e relative proprietà (campionamento, ortogonalità, autocorrelazione, spettro di densità di potenza, stazionarietà);


- sistemi (lineari, non lineari, causali, non causali, permanenti, non permanenti, stabili, instabili) e relative proprietà (risposta impulsiva, funzione di trasferimento); 


- probabilità e variabili aleatorie (probabilità condizionata, variabili aleatorie continue, variabili aleatorie discrete, densità di probabilità, valore atteso, varianza e deviazione standard, correlazione, indipendenza).

Modalità di valutazione

La valutazione consiste in due prove di esame.


La prima prova consiste in un esame svolto in forma di presentazione di un elaborato. L'elaborato consiste nello sviluppo di un esperimento software su un quesito individuale (a stimolo chiuso e a risposta aperta) riguardante gli argomenti del programma dell'insegnamento. La presentazione dell'elaborato è volta ad accertare la conoscenza e la comprensione degli argomenti oggetto dell'elaborato, e l'abilità dello studente nell'applicare le tecniche oggetto dell'elaborato. La consegna dell'elaborato da parte dello studente può essere effettuata in qualsiasi momento dell'anno. La presentazione dell'elaborato ha una durata di 30 minuti circa. La discussione dell'elaborato avviene in concomitanza della seconda prova (prova orale). È oggetto di valutazione anche la capacità di esposizione del contenuto. La prima prova è valutata in trentesimi.


La seconda prova consiste in un esame orale. L'esame orale è volto ad accertare la conoscenza e la comprensione degli argomenti del programma dell'insegnamento (inclusi gli argomenti che non sono stati discussi durante la prima prova). La prova orale ha una durata di 30 minuti circa. È oggetto di valutazione anche la capacità di esposizione del contenuto. La seconda prova è valutata in trentesimi. Il voto finale è ottenuto tramite media aritmetica, eventualmente arrotondata, dei punteggi relativi alle due prove descritte sopra.

Statistiche voti esami

Poiché l'insegnamento è di nuova attivazione, non sono disponibili dati statistici relativi alle votazioni d'esame conseguite dagli studenti.

Calendario prove esame

Le prossime prove di esame si terranno nelle seguenti date:


- martedì 13 Giugno 2017;
- martedì 27 Giugno 2017;
- martedì 11 Luglio 2017;
- venerdì 1 Settembre 2017;
- venerdì 15 Settembre 2017.


Per ulteriori informazioni, si consulti la seguente pagina web:


http://www.ing.unipg.it/it/didattica/studiare-nei-nostri-corsi/calendario-di-esami-e-lauree

Unità formative opzionali consigliate

Nessuna in particolare.

DocenteLuca Rugini
TipologiaAttività Affini o integrative (art.10, comma 5, lettera b)
AmbitoA11
SettoreING-INF/03
CFU9
Modalità di svolgimentoConvenzionale
Programma

1) Modulazioni digitali
Rappresentazioni in banda base di segnali in banda passante, spazio dei segnali, modulazioni di ampiezza e fase (PSK, QAM), ricevitore ottimo per canale AWGN, probabilità di errore, efficienza spettrale, modulazioni di frequenza (FSK), ricevitore non coerente per canale AWGN, confronto tra modulazioni per sistemi limitati in banda e limitati in potenza. Modulazioni digitali per l'internet-of-things. Modulazioni digitali per comunicazioni satellitari. 

2) Codifica di canale
Codici a blocchi: codici sistematici, matrice generatrice, matrice di controllo della parità, sindrome, rivelazione e correzione di errore, codici ciclici. Codici convoluzionali: lunghezza di vincolo, polinomi generatori, diagramma degli stati e diagramma a traliccio, decodifica tramite algoritmo di Viterbi. Cenni su codici concatenati, TCM, turbo, LDPC. Codifica di canale per l'l'internet-of-things. Codifica di canale per comunicazioni satellitari. 

3) Modelli di canale per trasmissioni digitali
Tipologie di canali per trasmissioni digitali, attenuazione su spazio libero, fading su larga scala, fading su piccola scala, multipath, delay spread, canali selettivi in frequenza, effetto Doppler. Modelli di canale per l'internet-of-things. Modelli di canale per comunicazioni satellitari. Link budget. Tecniche di diversità.

4) Trasmissioni multiportante
Capacità di canale per canali con multipath. OFDM: spaziatura tra le sottoportanti, durata del simbolo OFDM, prefisso ciclico, realizzazione tramite FFT, equalizzazione di canali con multipath, bit/power loading.

5) Trasmissioni con antenne multiple
Sistemi di ricetrasmissione con antenne multiple (multiantenna): sistemi MISO, SIMO e MIMO, capacità di canale per canali MIMO, compromesso tra multiplexing e diversità in sistemi MIMO, codifica spazio temporale e schema di Alamouti, sistemi multiantenna in canali selettivi in frequenza (MIMO-OFDM).

6) Cenni di MATLAB
Breve descrizione dei principali comandi MATLAB utili per la simulazione della ricetrasmissione di segnali radio digitali.

Supplement

Strato fisico delle trasmissioni radio digitali per l'internet-of-things e per comunicazioni satellitari: modulazioni digitali, codifica di canale, modelli di canale per telecomunicazioni wireless, sistemi multiportante, trasmissioni con antenne multiple, cenni di MATLAB.

Metodi didattici

- Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del corso, con proiezione di lucidi (resi disponibili agli studenti all'inizio del corso);


- Esercitazioni in aula su esperimenti software riguardanti esempi di elaborati (resi disponibili agli studenti all'inizio del corso).

Testi consigliati

J. G. Proakis, M. Salehi, Digital Communications, 5th edition, McGraw-Hill, 2008.


B. Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications, 2nd edition, Prentice Hall, 2001.


Minyoung Park, IEEE 802.11ah: Sub-1-GHz License-Exempt Operation for the Internet of Things, IEEE Communications Magazine, September 2015.


ETSI EN 302 307, Digital Video Broadcasting (DVB): Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (Part 1: DVB-S2 and Part 2: DVB-S2X).

Risultati apprendimento

L'obiettivo principale consiste nel fornire agli studenti le conoscenze relative all'analisi e al progetto di sistemi di trasmissione digitale. Le principali conoscenze acquisite saranno:


- analisi e confronto delle modulazioni digitali in banda passante e dei loro requisiti in termini di probabilità di errore, rapporto segnale-rumore, occupazione di banda, bit rate, efficienza spettrale, complessità circuitale e/o computazionale;


- analisi e confronto delle tecniche di codifica di canale e dei loro requisiti in termini di rivelazione e correzione di errore, bit rate, efficienza spettrale, complessità di codifica e decodifica;


- analisi e confronto dei modelli di canale per sistemi di trasmissione digitale;


- analisi e confronto di sistemi digitali basati su trasmissioni a portanti multiple ortogonali e su trasmissioni con antenne multiple.


Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:


- il progetto di ricevitori ottimi e subottimi per la ricezione di trasmissioni digitali;


- la stima delle prestazioni delle modulazioni digitali per canali con rumore additivo Gaussiano bianco;


- la scelta e il progetto di schemi di codifica e decodifica di canale;


- il progetto dei parametri del sistema di trasmissione digitale (probabilità di errore, rapporto segnale-rumore, bit rate, occupazione di banda, modulazione, codifica) per un determinato canale wireless e la scelta del modello di canale più appropriato per una determinata tecnica di ricetrasmissione;


- la scelta dei parametri di un sistema digitale basato su trasmissioni multiportante e su trasmissioni con antenne multiple.

Periodo della didattica

Le attività didattiche inizieranno il 20 Febbraio 2017 e termineranno il 26 Maggio 2017. Il calendario delle attività didattiche (orario delle lezioni) sarà disponibile alla seguente pagina web:


http://www.ing.unipg.it/it/didattica/studiare-nei-nostri-corsi/orario-delle-lezioni

Calendario della didattica

Poiché l'insegnamento è di nuova attivazione, il calendario delle attività didattiche non è ancora disponibile. Il calendario delle attività didattiche (orario delle lezioni) sarà disponibile alla seguente pagina web:


http://www.ing.unipg.it/it/didattica/studiare-nei-nostri-corsi/orario-delle-lezioni

Attività supporto alla didattica

Il docente è disponibile per incontri aggiuntivi rispetto all'orario di lezione, su richiesta degli studenti interessati.

Lingua di insegnamentoItaliano
Frequenza

Facoltativa.

Sede

Le lezioni si terranno a Perugia, presso il Dipartimento di Ingegneria, in Via G. Duranti 93.

Ore
Teoriche
72
Pratiche
0
Studio individuale
153
Didattica Integrativa
0
Totale
225
Anno1
PeriodoII semestre
Note

Nessuna.

Orario di ricevimento

Il docente è disponibile per consultazioni ogni mercoledì dalle 15:00 alle 17:00, nel suo ufficio. Per appuntamenti in altra data e/o in altro orario, si prega di contattare il docente tramite email (luca.rugini@unipg.it).

Sede di ricevimento

Dipartimento di Ingegneria, Sezione Telecomunicazioni, primo piano, Stanza 33.

Codice ECTS2016 - 9526

Info pagina

Referenti di sezione

Prof. Massimiliano Marianelli
(Delegato per il settore Didattica)

Dott. David Ranucci
(Delegato per il settore Alta formazione)

Prof.ssa Floriana Falcinelli
(Delegato per il settore E-learning)


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